纳米孔检测芯片的便携式装夹装置

摘要

本发明公开了一种纳米孔检测芯片的便携式装夹装置，包括弹簧、推动杆、沿推动杆自由移动的左液池、橡胶垫圈、芯片夹和右液池，通过按动推动杆使左液池和右液池分开，将装有芯片的芯片夹插入两液池之间的空隙，去除对推动杆施加的外力时，右液池与左液池在弹簧的作用下共同夹紧芯片夹；位于芯片夹内侧的橡胶垫圈保证夹紧芯片时的密封连接，位于芯片夹外侧的橡胶垫圈保证和两液池的密封连接。本发明利用弹簧自发复原的特性，能够方便快捷、准确高效地实现两液池与芯片连接时的定位与夹紧，从而实现快速更换所需芯片。

权利要求

1.一种纳米孔检测芯片的便携式装夹装置，包括弹簧(1)、推动杆(2)、沿推动杆(2)自由移动的左液池(3)、橡胶垫圈(4)、芯片夹(5)和右液池(6)，其特征在于：所述推动杆(2)穿过左液池(3)与右液池(6)相固连，通过按动推动杆(2)使左液池(3)和右液池(6)分开，将装有芯片的芯片夹(5)插入两液池之间的空隙，去除对推动杆(2)施加的外力时，右液池(6)与左液池(3)在弹簧的作用下共同夹紧芯片夹(5)；所述位于芯片夹(5)内侧的橡胶垫圈(4)保证夹紧芯片时的密封连接，位于芯片夹(5)外侧的橡胶垫圈(4)保证和两液池的密封连接。

2.根据权利要求1所述的纳米孔检测芯片的便携式装夹装置，其特征在于：所述左液池(3)上有用于定位芯片夹(5)的定位片。

3.根据权利要求1所述的纳米孔检测芯片的便携式装夹装置，其特征在于：所述芯片夹(5)上设计有卡扣，将芯片夹(5)的两部分及其之间的橡胶垫圈(4)和芯片(7)紧扣在一起。

4.根据权利要求3所述的纳米孔检测芯片的便携式装夹装置，其特征在于：所述右液池(6)上设有避免与芯片夹(5)上的卡扣相干涉而开的槽口。

5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的纳米孔检测芯片的便携式装夹装置，其特征在于：所述推动杆(2)、左液池(3)、芯片夹(5)和右液池(6)材料为有机玻璃PMMA。

6.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的纳米孔检测芯片的便携式装夹装置，其特征在于：利用弹簧复原的特性使两液池自发夹紧。

说明书

纳米孔检测芯片的便携式装夹装置

技术领域

[0001] 本发明涉及芯片装夹装置，尤其涉及纳米孔检测芯片的便携式装夹装置。

背景技术

[0002] 随着第四代测序技术的兴起，纳米孔检测技术的研究对于生物分子传感与检测领域的发展具有深远的影响。改进实验仪器与装置、简化实验步骤对于提高实验效率、加速研究进程具有十分重要的意义。

[0003] 目前，实验室中装夹纳米孔芯片的装置主要由两个形状不同、一凸一凹以实现一个移动维度上的定位的液池、用于密封的橡胶垫圈、用于夹紧液池的外部螺栓架及拧紧螺栓几个部分组成。其装夹步骤主要为：1、用镊子将芯片放置于粘在液池上的橡胶垫圈上并通过目测定位；2、将另一个粘有垫圈的液池扣在芯片上，通过目测定位并用手预夹紧；3、将两液池放置在外部螺栓架上，并将螺栓拧紧使其轴向移动压紧两液池。

[0004] 上述装夹纳米孔的装置在操作便捷性、定位准确性、可靠性方面普遍存在几个问题：1、便捷性方面，每次换用芯片时要先将液池内的溶液倒掉，然后拧松螺栓，取出液池后才能分离液池取出芯片，安装过程更加繁琐。2、定位准确性方面，无论是芯片还是液池都需要靠目测定位，液池虽有用于定位的凹凸槽，但还有一个维度需要通过目测定位，可能会出现定位不准确导致实验因出现较大误差而失败。3、可靠性方面，更换芯片时芯片暴露于外界环境中，此过程中极易对芯片造成污染甚至破坏，对实验造成不可挽回的影响。4、人员操作要求上，由于芯片很小，需用镊子小心将其放置在垫圈中央以保证良好的密封性与定位的准确性。同时，用螺栓拧紧时力度要求有一定范围：若太松易出现密封性差导致漏液的现象；若太紧则易使芯片上的SiNx薄膜破碎而导致芯片报废。

[0005] 以上问题使得实验过程复杂繁琐，实验结果准确性下降，对人员的操作要求较高，极大地影响了实验效率，拖慢了研究进程。

发明内容

[0006] 发明目的：为了克服上述现有纳米孔芯片装夹装置的不足，本发明提供了一种纳米孔检测芯片的便携式装夹装置，它体积小便于携带，能方便快捷、准确高效地完成两液池与芯片连接时的定位与夹紧，简化操作步骤，缩短芯片装夹时间，提高实验效率。

[0007] 技术方案：本发明首先设计了一种专门用于放置芯片的芯片夹，其上有用于实现芯片夹夹紧芯片的卡扣，同时有用于手持的凸起片，若要更换芯片只需更换装夹有相应芯片的芯片夹即可。液池部分的设计是推动杆穿过一个液池与另一个液池相固连。推动杆与非固连液池之间放置压弹簧，利用弹簧弹力使两液池自发夹紧。除弹簧及橡胶垫圈外，所有材料均选用PMMA。使用时，首先将芯片放置于芯片夹中，扣好芯片夹卡扣使芯片被夹紧。之后一只手持芯片夹的凸起片，另一只手按动推动杆克服弹簧弹力使两液池分离并产生足够大的空隙。最后将装夹有芯片的芯片夹置于两液池之间的空隙中，通过液池上的定位片进行定位后松开按动推动杆的手，使液池在弹簧弹力作用下产生恢复原夹紧状态的趋势，装夹有芯片的芯片夹也随之被夹紧在两液池之间。

[0008] 工作原理：本发明通过弹簧施加的弹力使两个液池自发夹紧芯片夹及内部纳米孔芯片，达到在纳米孔检测实验过程中快速、便捷地装卸、换用所需芯片的目的。

[0009] 有益效果：与现有装置相比较，本发明首先将微小的芯片通过外加芯片夹间接放大，可直接以手持方式对芯片进行移动与替换，之后过程无需再用镊子。定位上，本新型装置可通过液池上的定位片对夹紧在两液池之间的芯片夹的六个自由度进行准确定位与固定，无需目测定位。装卸上，只需一只手按动推动杆就可实现液池的分离，定位好芯片夹后只需松手弹簧就可使两液池自发夹紧，相比于手动扶持并旋转螺栓拧紧液池，该操作更加简单快捷。可靠性上，该方案减少了外界与芯片直接接触的机会，若要更换芯片只需更换装夹有相应芯片的芯片夹即可，可极大程度上减少对芯片的污染甚至破坏。本发明其体积小便于携带。

[0010] 利用上述新型装置，可简化芯片装夹步骤，在实验过程中快速更换所需芯片，并利用弹簧复原的特性使两液池自发夹紧，并提高了装夹时的定位准确性与可靠性。这对于减短实验时间、提高研究效率具有重要意义。

附图说明

[0011] 图1是本发明的装配结构示意图；

[0012] 图2是芯片夹部分的装配爆炸示图；

[0013] 图3是芯片夹未装入液池之间，且推动杆被按动、液池处于分离状态时不同角度的投影示意图；

[0014] 图4是芯片夹装入液池之间的示意图。

具体实施方式

[0015] 下面结合附图与具体实施方式，对本发明作进一步详细描述：

[0016] 如图1所示，本发明由弹簧1、推动杆2、左液池3、橡胶垫圈4、芯片夹5、右液池6组成。弹簧1套在推动杆2上且呈压缩状态，推动杆2与左液池3之间为间隙配合以保证左液池3可沿推动杆2自由移动，推动杆2与右液池6之间为过盈配合并结合胶粘以保证两者相固连。除弹簧1及橡胶垫圈4外，所有材料均采用有机玻璃PMMA。没有外力按动推动杆2时，与推动杆2相固连的右液池6在弹簧1弹力的作用下产生向左液池3方向的力，使左液池3和右液池6之间的芯片夹5被夹紧。橡胶垫圈4用于保证装置连接处良好的密封性。

[0017] 如图2所示，4个橡胶垫圈4分别用胶粘于芯片夹5两个部分的两侧，其中内侧的两个橡胶垫圈4用于保证夹紧纳米孔芯片7时的密封连接，外侧的两个橡胶垫圈4分别用于保证和左液池3及右液池6的密封连接。芯片夹5上设计有卡扣，可将芯片夹5的两部分及其之间的橡胶垫圈4和芯片7紧扣在一起。

[0018] 如图3所示，芯片夹5未装入液池之间，且推动杆2被按动、左液池3和右液池6处于分离状态。可以看到左液池3上用于定位芯片夹5的定位片，以及右液池6上为避免与芯片夹5上的卡扣相干涉而开的槽口。

[0019] 使用时，首先将芯片7用镊子放置于与一片芯片夹5内侧粘连的橡胶垫圈4上，随后将另一片芯片夹5扣在放有芯片7的橡胶垫圈4上，扣好芯片夹卡扣使芯片7被夹紧。之后一只手持芯片夹5的凸起片，另一只手按动推动杆2克服弹簧1弹力使左液池3和右液池6分离并产生足够大的空隙。最后将装夹有芯片7的芯片夹5置于左液池3和右液池6之间的空隙中，通过左液池3上的定位片进行定位后松开按动推动杆2的手，使右液池6在弹簧1弹力作用下产生恢复原夹紧状态的趋势，装夹有芯片7的芯片夹5也随之被夹紧在左液池3和右液池6之间。